Motlles per a l'estudi de l'esquerdament de terres per dessecació

L'objecte de l'estudi consisteix en l'esquerdament per dessecació a sòls compactats. El material estudiat prové d'unes mostres facilitades per la UPC Agrópolis on es duen a terme altres projectes de recerca. Les mostres es van preparar a diferents continguts d'humitats inicials (12%, 16% i 21%) i índex de buit segons la corba de compactació de l'assaig Pròctor Standard. Les mostres es van deixar assecar en condicions ambientals controlades (HR = 60-40% i T = 19-21ºC) al laboratori de Geotècnia de la UPC.

Amb l'ajuda d'una impressora 3D, es van fabricar 23 motlles amb forma d'anell. La forma del motlle es va plantejar per forçar l'esquerdament a les mostres perquè en sòls pocs plàstics no es pot aconseguir esquerdament en mostres petites sense un elevat contingut d'humitat. Les mostres es van deixar assecar fins a assolir diferents continguts d'aigua i es van parafinar per preservar-ne l'estat. Finalment, es van realitzar tomografies computeritzades de raigs X per observar el procés d'esquerdament a l'interior i no només en superfície.

(a)

(b)

(c)

Per complementar la investigació amb l'efecte de les condicions de contorn es va fabricar un nou motlle amb material PLA a la impressora 3D. El motlle consisteix en una base rugosa que encaixa amb un tub de metacrilat de diàmetre de 15 cm i 5 cm d’alçada. La base rugosa del motlle consisteix en estries rectangulars d'amplada i alçada 2 mm, tal com es veu a la figura.

La mostra va ser compactada amb un contingut d'humitat inicial de 17% i es va deixar assecar en les mateixes condicions que els experiments descrits anteriorment. A la mostra no es van observar esquerdes en superfície. No obstant això, si es va veure que les esquerdes es van propagar des del fons fins a una alçada mitjana de l'espècimen. Aquest experiment es va dur a terme de la mateixa manera, amb una mostra complement humida, deixant-la assecar amb diferents continguts d'humitat i realització d'una tomografia per observar l'esquerdament a l'interior.

Resum de les peces i temps de fabricació:

4 x base circular 16,0 cm amb vora i estries: 1,8 cm (alt) x 16,0 cm (ample) x 16,0 cm (fons). 4 dies 8 hores 4 minuts

Base circular 15,35 cm amb estries: 1,3 cm (alt) x 15,35 cm (ample) x 15,35 cm (fons). 21 hores 54 minuts

Peça circular interior 5,0 cm amb estries: 2,3 cm (alt) x 5,6 cm (ample) x 5,6 cm (fons). 6 hores 26 minuts

30 x Peça circular interior 5,0 cm: 2,3 cm (alt) x 5,6 cm (ample) x 5,6 cm (fons). 6 dies 21 hores

Tapa circular exterior: 1,8 cm (alt) x 16,65 cm (ample) x 16,65 cm (fons). 14 hores 58 minuts

Tapa circular premsat: 4,0 cm (alt) x 4,8 cm (ample) x 4,8 cm (fons). 5 hores 9 minuts